12 Expertenstimmen über die Entwicklung von IO-Link

07.02.2022 - IO-Link überzeugt als feldbusunabhängige Technologie für die Punkt-zu-Punkt-Kommunikation durch eine einfache Handhabung und ermöglicht die kostengünstige Digitalisierung von Anlagen. Doch wie die Experten-Statements zeigen, kann der Kommunikationsstandard weit mehr als das.

 

„Mit einer kabellosen IO-Link-Variante etablieren wir einen neuen Kommunikationsstandard“

Als digitale Schnittstelle ermöglicht der Kommunikationsstandard IO-Link eine feldbusunabhängige Punkt-zu-Punkt-Verbindung sowie eine nahtlose Kommunikation zwischen Sensor und Automatisierungssystem. Für die Fabrik der Zukunft ist die Technologie damit ganz klar ein essentieller Baustein. Allerdings erleben wir es häufig, dass viele Use Cases unserer Kunden nicht oder nur erschwert umzusetzen sind – denn Sensoren und Aktoren müssen verkabelt und verdrahtet werden. Besonders unter engen Platzverhältnissen oder mobilen sowie dynamischen Anwendungen ist das – neben den damit verbundenen Kosten – mitunter die größte Hürde bei der Implementierung. Mit der Erweiterung des Balluff-Portfolios um eine kabellose IO-Link-Variante etablieren wir einen neuen Kommunikationsstandard für die intelligente Fabrikautomation. IO-Link Wireless kommt überall dort zum Einsatz, wo eine klassische Datenübertragung bisher nicht oder nur erschwert möglich war und verspricht in allen Fällen eine noch flexiblere und nachhaltigere Anwendung – und dies bei einer gleichbleibenden Systemintegration und Kompatibilität. Wir entfesseln damit die industrielle Kommunikation! Unser Ziel ist es, mit unserem ganzheitlichen IO-Link-Portfolio an den richtigen Stellen Verbindungen zu schaffen, die zuverlässiger und flexibler sind. So können wir durch die intelligente Kommunikation von IO-Link-Technologien noch einfacher und passgenauer für den Kunden verschiedene Use Cases realisieren.

 

„IO-Link over SPE wird ganz neue Anwendungen ermöglichen“

IO-Link gewinnt global mit fast 400 Mitgliedern und über 21 Millionen verkauften IO-Link-Geräten weiter stark an Bedeutung. Am Markt hat sich inzwischen ein breites Spektrum an Produkten mit diversen Technologien etabliert. Mit dem neuen Drehgeber EB200E verfügt Baumer aktuell über ein umfangreiches IO-Link-Sensor-Portfolio über alle Sensortechnologien hinweg. Die Vorteile von IO-Link und der damit verbunden Funktionserweiterung der Geräte wird von den Nutzern wahrgenommen. Im Vergleich zu schaltenden Signalen wird die Integration aber als anspruchsvoll angesehen. Gemäß dem Motto ‚Smartest way to use IO-Link devices‘ setzt Baumer genau an dieser Stelle mit der neuen Software Baumer Sensor Suite an. Das Tool bietet eine intuitive Möglichkeit, IO-Link-Funktionen herstellerunabhängig zu visualisieren und parametrieren. So lassen sich IO-Link-Geräte schneller und präziser für die Anwendung optimieren. Der Standard entwickelt sich über IO-Link Wireless, IO-Link over SPE sowie diverse Profile weiter und passt sich den neuen Anforderungen stetig an. Wir sehen den Einsatz von Wireless eher bei speziellen Anwendungen, IO-Link over SPE ist für uns dagegen ein interessanter Ansatz. Diese Erweiterung wird ganz neue Anwendungen ermöglichen. Bei den Spezifikationen wird auf eine einheitliche und durchgängige Datenstruktur, unabhängig von der Übertragungstechnologie, geachtet. Ein Wechsel zwischen den Übertragungsmedien wird dadurch erleichtert. Somit können schon heute die Vorteile von IO-Link voll genutzt werden. 

 

„AS-Interface und IO-Link ergänzen sich in der Feldebene ideal“

O-Link hat sich als standardisierte, hersteller- und feldbusunabhängige Punkt-zu-Punkt-Kommunikation für intelligente Sensoren und Aktuatoren im Markt etabliert. Je nach Applikation stellt sich für die Anwender aber häufig die Frage, wie sich eine durchgängige Integration vom Sensor bis in die SPS beziehungsweise Cloud unter Berücksichtigung von Kostenaspekten, Anlagentopologie, Verdrahtungsaufwand, Energieversorgung und Inbetriebnahme bestmöglich umsetzen lässt. Aktuell werden IO-Link Devices in der Regel über 4-Port- oder 8-Port-IO-Link-Master mit jeweils individueller Ethernetanbindung angeschlossen, was nicht nur aufwendig, sondern häufig auch teuer und überdimensioniert ist – etwa, wenn nur Daten von ein oder zwei Sensoren an einer bestimmten Stelle eingesammelt werden sollen. Mit ASi-5 lässt sich das dagegen einfach und kostenoptimiert realisieren. Je nach Bedarf werden ASi-5 Module, die Bihl+Wiedemann mit ein, zwei, vier und acht IO-Link Master Ports in unterschiedlichen Ausführungen anbietet, einfach dort in der entsprechenden Ausführung auf das gelbe ASi-Profilkabel aufsteckt, wo man sie gerade braucht. Die Ethernetanbindung erfolgt dabei für alle IO-Link Devices über eine einzige IP-Adresse über das ASi-5/ASi-3 Gateway mit OPC-UA-Server. So zahlt man nur die IO-Link Ports, die man wirklich braucht. Und das gilt zukünftig auch für IO-Link Safety Devices, die dann, wenn sie verfügbar sind, über das bereits zertifizierte ASi-5 Safety-Protokoll auf die gleiche Weise integriert werden können.

 

„IO-Link+ erhöht durch die Verwendung von SPE die Übertragungsbandbreite deutlich“

IO-Link ist feldbusunabhängig und dadurch für den Einsatz im Maschinen- und Anlagenbau bestens geeignet. Der Datenaustausch bis hinunter in die Feldebene sowie die Kommunikation mit den Sensoren und Aktoren sorgen für mehr Transparenz im Betrieb. Das führt zu einer höheren Anlagenverfügbarkeit und stabilen Fertigungsprozessen. Ein wesentlicher Punkt ist dabei die Zuverlässigkeit der DC-24 V-Steuerspannungsebene. Diese Stabilität und Transparenz stellen die Stromverteilungssysteme mit IO-Link-Anbindung der Firma E-T-A sicher. Die steigenden Nutzerzahlen verdeutlichen die Akzeptanz von IO-Link beim Kunden. Das System ist einfach zu implementieren und ermöglicht den schnellen und unproblematischen Austausch von Komponenten im Betrieb. Die Erstellung von Profilen für die unterschiedlichen Gerätetypen erleichtert zudem auch den herstellerunabhängigen Austausch defekter Geräte. Diese Funktionalität bietet gerade in der aktuellen und von Lieferschwierigkeiten geprägten Situation einen deutlichen Vorteil. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Weiterentwicklung des Systems in unterschiedlichen Bereichen. So erhöht IO-Link+ durch die Verwendung von SPE die Übertragungsbandbreite deutlich. Auch der Bereich der Safety-Applikationen wird in den Umfang des Angebots aufgenommen. Das verdeutlicht die Lebendigkeit und Kundennähe dieses Systems und erzeugt Neugierde für die Zukunft.

 

„IO-Link ist die perfekte Ergänzung für multivariable, intelligente Sensoren“

Gefran geht davon aus, dass IO-Link in den Maschinen unserer Kunden eine immer größere Rolle spielen wird, sowohl im Hinblick auf neue Anwendungen als auch auf eine stärkere Durchdringung in der Architektur. Wir haben gerade die erste Serie von IO-Link-SSRs auf den Markt gebracht und damit den Weg für Diagnose, Energiemanagement und intelligente Steuerungsmöglichkeiten selbst für die kleinsten Leistungssteuerungsgeräte geebnet. In Verbindung mit unserem ständig wachsenden Angebot an IO-Link-Sensoren ermöglicht dies die vollständige Migration einer großen Anzahl von Maschinentypen zu vollständigen IO-Link-Architekturen. Zudem haben wir erheblich in die Integration von IO-Link mit Protokollen wie OPC UA und MQTT investiert und damit die Voraussetzung für eine breite Palette von Anwendungen zur Zustandsüberwachung/Leistungsoptimierung geschaffen, die entweder auf lokaler Verarbeitungsleistung (Edge) oder in der Cloud basieren. In Bezug auf sensorspezifische Technologien sehen wir IO-Link als die perfekte Ergänzung für multivariable, intelligente Sensoren, die zudem kostengünstig und sehr einfach zu installieren und zu warten sind.

 

„Das IO-Link-Ökosystem wird um das noch performantere IO-Link+ erweitert“

Für die digitale Anbindung von Sensoren und Aktoren hat sich IO-Link weitestgehend durchgesetzt, denn die standardisierte Kommunikationstechnologie erfüllt die Anforderungen von Anwendungen auf dem Smart Factory Floor ideal. IO-Link wird vor allem von Anbietern aus den Bereichen Sensorik und Automatisierung getragen. Wir bei IFM setzen beispielweise seit Jahren konsequent auf IO-Link als IoT-Schnittstelle der Sensorik. Die Unternehmen, die den IO-Link-Standard tragen, kennen die Bedürfnisse ihrer Kunden sehr genau. Im Vergleich zu einem analogen Anschluss stellt IO-Link keine weiteren Anforderungen an die Anschlussleitung bietet aber deutlich mehr Funktionalitäten. Trotzdem ist IO-Link kein Feldbus, sondern basiert auf einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen IO-Link-Master als Feldgerät und dem jeweiligen Sensor bzw. Aktor. In Zukunft wird die IO-Link-Firmengemeinschaft das IO-Link-Ökosystem mit dem noch performanteren IO-Link+ um eine neue Variante erweitern, die größere Leitungslängen und mehr Datendurchsatz ermöglicht. Trotz höherer Performance soll sich aber eine wesentliche Eigenschaft nicht ändern: Auch IO-Link+ wird auf einer einfachen Punkt-zu-Punkt-Anbindung basieren und so weiterhin ein echtes Plug&Play garantieren. Im Gegensatz zu Netzwerkarchitekturen, wie beispielsweise (Single Pair) Ethernet, ist IO-Link+, durch die physikalische Trennung von diesen mit Hilfe des Mastergateways, sehr sicher. Und auch die Kommunikation vom Master an übergeordnete Systeme geschieht mit IO-Link+ wie gewohnt. Unsere Kunden können ihre bewährten Tools und Softwarebausteine aus dem IO-Link-Ökosystem weiter verwenden.

 

 

 

„IO-Link ermöglicht eine einfache ­Integration in etablierte Feldbussysteme“

Aus unserer Sicht ist IO-Link ein zukunftsweisendes Kommunikationssystem zur Anbindung intelligenter Sensoren und Aktoren an Automatisierungssysteme. Die Vorteile liegen auf der Hand: IO-Link ermöglicht eine einfache Integration in etablierte Feldbussysteme und damit die Kommunikation in die unterste Feldebene, wodurch sich zusätzliche Prozess- und Diagnosedaten aus dem Sensor gewinnen lassen. Sensoren können wesentlich einfacher ausgetauscht, Maschinen und Anlagen schneller in Betrieb genommen werden. Zudem reduziert sich der Verkabelungsaufwand erheblich. Jumo setzt deshalb bereits seit mehreren Jahren auf diese Schnittstellentechnologie. Unsere Temperatur- und Drucksensoren mit IO-Link haben ein breites Einsatzspektrum, das vom Maschinenbau bis zur Lebensmittelindustrie reicht. Zudem sind wir einer von ganz wenigen Herstellern, die einen IO-Link-Sensor zur konduktiven (CR) und induktiven (Ci) Messung der elektrolytischen Leitfähigkeit in Flüssigkeiten im Programm haben.
In Kürze werden wir auch für die Messgröße Durchfluss hochpräzise Ultraschallsensoren mit IO-Link-Schnittstelle anbieten. Diese modernen Geräte verfügen über ein Display und eine Bluetooth-Schnittstelle, die Bedienung kann über eine App erfolgen. Für die Zukunft planen wir, weitere Messgrößen aus unserem Portfolio mit IO-Link auszustatten.

 

„Die Offenheit und Standardisierung von IO-Link als Schlüssel zum Erfolg“

Phoenix Contact bietet seinen Kunden mit dem Ökosystem PLCnext Technology eine offene Steuerungsplattform, der IO-Link herstellerübergreifend den Zugang zur Welt der Sensoren und Aktoren verschafft. Ökosystem und I/O-Technologie passen perfekt zusammen.  Auch bei den eigenen Elektronikkomponenten setzt Phoenix Contact auf IO-Link als  Kommunikationsschnittstelle. Auf diese Weise ist das Unternehmen offen für Steuerungsumgebungen anderer Hersteller.  Natürlich beschäftigen wir uns ebenfalls mit zukünftigen IO-Link-Technologien wie IO-Link Wireless oder IO-Link Safety. Inwieweit sich die verschiedenen Technologien, die zum Teil in Konkurrenz zu anderen Übertragungstechnologien stehen, durchsetzen, werden wir in naher Zukunft sehen.

 

„Die Verknüpfung von IO-Link und SPE stößt in eine neue Dimension vor“

IO-Link ist längst in allen gängigen Anwendungen innerhalb der Fabrikautomatisierung fest etabliert. Dies belegen eindrucksvoll die Zahlen der jährlichen Umfragen nach den, in den Anlagen integrierten Produkten. Und der Trend in Richtung Kommunikation bis in die unterste Ebene geht unvermindert weiter. Die Entwicklungen rund um das Thema Smart Factory – getrieben durch Industrie 4.0 – stellen immer neue Ansprüche an die Automatisierung und den Informationsaustausch zwischen den Domänen OT und IT. Die IO-Link Community hat dies frühzeitig erkannt und entsprechende Aktivitäten gestartet. Dazu gehört die Erstellung von Profilen, die Bereitstellung eines Wireless Physical Layers sowie IO-Link Safety für einen umfassenden Einsatz in flexiblen Produktionssystemen. Die Verknüpfung von IO-Link und SPE stößt in eine neue Dimension vor. Sie wird das System noch attraktiver machen. Mit dem Projekt IO-Link+ hat die Community die Arbeiten dazu gestartet.
Zur Unterstützung des Informationsaustausches zwischen den unterschiedlichen Ebenen einer Produktionsanlage ist ein übergreifender offener ‚Sensor-to-Cloud‘ Standard notwendig. Hierzu hat die IO-Link Community in Kooperation mit der OPC Foundation die Companion Specification ‚OPC UA for IO-Link‘ erstellt und für den nahtlosen Datentransport in die IT- Welt mit JSON ein sehr schlankes und über alle Systemgrenzen hinweg nutzbares Austauschformat bereitgestellt, wodurch eine einfache Interpretierbarkeit der Daten und damit eine nahtlose Anbindung der IO-Link-Ebene an alle IT-Applikationen ermöglicht wird.

 

„Vorteil von IO-Link-Sensoren: gleichbleibend einfache Daten-Handhabung und Integrationsfähigkeit auch in IIoT-Systemen“

IO-Link Safety hat die technische Markreife erlangt und wird sich in den kommenden Jahren in Produkten am Markt zeigen. Durch die Vorzüge wie Einfachheit und herstellerübergreifender Interoperabilität wird IO-Link Safety eine ähnliche Applikations- und Geräteakzeptanz erlangen, wie der bisherige Standard. Eine gewinnbringende Prognose zeigt auch IO-Link over SPE als Erweiterung zu dem bestehenden 3-Draht-Interface. Die erzielbaren höheren Reichweiten und Geschwindigkeiten im bestehenden Ökosystem sowie eine einfache Integration in die Automatisierungsumgebungen garantieren einen Markterfolg. IO-Link wireless kann nun auch für bisher schwer zu realisierende Applikationen, wie sie zum Beispiel bei rotierenden Maschinen oder Robotern vorkommen, genutzt werden. IO-Link wireless rundet somit das Feld der IO-Link-Anwendungen bei gleichzeitig einfacher Einbettung in Steuerungssysteme ab.
Für Sick stellt IO-Link heute ein wichtiges Produktsegment für industrielle Kommunikation dar. Wir sehen es als logische Konsequenz, dass in Verbindung mit funktionaler Sicherheit auch IO-Link-Safety-Sensoren und Master entstehen, die das Portfolio in Kürze erweitern werden. Etwas in die Zukunft gedacht wird IO-Link über 2-Draht-Ethernet SPE ebenso für die Geräteimplementierung attraktiv werden und sich in Produkten niederschlagen. Der große Vorteil von IO-Link-Sensoren liegt in der gleichbleibend einfachen Daten-Handhabung und Integrationsfähigkeit auch in IIoT-Systemen. Gleiches gilt für IO-Link safety, das sich in Safety-Sensoren wiederfinden wird.

 

„IO-Link spielt eine entscheidende Rolle als Enabler für das IIoT“

Das industrielle IoT ruft nicht nur nach Daten, sondern vor allem auch nach Standardisierung. Durch die Architektur des IO-Link-Ökosystems kann schon heute Datenverarbeitung in Condition-Monitoring-Systemen und digitalen Zwillingen realisiert werden. IO-Link hat sich in den vergangenen Jahren zu dem Marktstandard im Feld für Sensoren und Aktoren entwickelt und ist durch die Erweiterungen für Wireless & Safety sowie die Standardisierung für IoT-Kommunikation über OPC UA und MQTT noch vielseitiger und einfacher einsetzbar geworden. Auch der Blick in die nahe und ferne Zukunft der industriellen Automatisierung steht stets im Fokus, IO-Link+, also IO-Link über die SPE-Technologie ist da ein gutes Beispiel.
Für Turck als IO-Link-Vollsortimenter ist diese Enabler-Technologie in sehr vielen Bereichen interessant, einerseits durch die Implementierung in neue Produkte wie Radarsensoren, Fluidsensoren, ultrakompakte IO-Link Master und Hubs oder RFID-Reader, andererseits im Zuge der optimalen Integration in jegliche Systemumgebungen. Gerade im Bereich Software liegt unser Fokus auf der Anwenderfreundlichkeit. So unterstützen wir mit SIDI (Simple IO-Link Device Integration) bestmöglich die Profinet-Integration, und der IO-Link-Konfigurator für unsere IO-Link Master erleichtert die webbasierte Einstellung von IO-Link-Geräten. Die Offenheit für alle IO-Link-Geräte im Markt sorgt für eine möglichst einfache und schnelle Umsetzung der Maschinenapplikation. Deswegen und mit einem Blick auf weitere neue Produkte wird IO-Link bei Turck weiterhin eine entscheidende Rolle als ein Enabler für das IIoT spielen.

 

„Großes Interesse an IO-Link over SPE“

Unser Produktprogramm im Bereich Automatisierung wurde durch die IO-Link-Technologie beflügelt. In den vergangenen Jahren haben wir das Produktprogramm dafür kontinuierlich ausgebaut: Es umfasst heute Drucksensoren, Vibrationsgrenzschalter und kapazitive Sensoren mit IO-Link. Alle Geräte wurden mit entsprechenden Baugrößen und Funktionalitäten auf die Prozessbedingungen angepasst. Das Ergebnis ist ein Portfolio aus kleinen, robusten, schnellen und kurzfristig lieferbaren Sensoren, die im Bereich Maschinenbau optimal einsetzbar sind.
Bewegungen in Richtung IO-Link Wireless sehen wir bei unseren Kunden selten. Auch Safety-Funktionalitäten werden heute noch selten gefragt. Erste Anfragen sind zwar bereits vorhanden, aber Kunden schwören hier üblicherweise auf die bewährte 4 bis 20mA-Schnittstelle, die wir in unserem gesamten Portfolio auch im Angebot haben und dort mit SIL-Qualifikation anbieten. Eine Erweiterung, für die wir in mittlerer Zukunft großes Interesse sehen, ist IO-Link over SPE. Hier ergibt sich plötzlich eine größere Flexibilität hinsichtlich der Verdrahtung, der Integration in Anlagen der Prozessautomatisierung und der Integration von IO-Link in Messtellen mit sehr großen Kabellängen. In Kombination mit APL liegt hier für die Zukunft das Potenzial für DEN neuen Standard, der Fabrikautomation und Prozessautomatisierung miteinander verschmelzen lässt.